羊人工授精技術(shù)的應(yīng)用

羊人工授精技術(shù)的應(yīng)用

羊在畜牧業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著人們生活水平的提高，人們對山羊產(chǎn)品的消費需求也在不斷提高。如何提高羊的繁殖效率、加強良種保存等,是當(dāng)前急需解決的問題。而羊的人工授精(artificialinsemination,AI)不僅為提高羊的繁殖效率提供了有效方法,也使得一些優(yōu)良品種可以延續(xù)發(fā)展。伴隨著繁殖技術(shù)的不斷發(fā)展,羊的人工授精技術(shù)經(jīng)歷了采鮮精輸精→稀釋精液輸精→冷凍精液輸精→腹腔鏡子宮輸精的過程。隨著技術(shù)的不斷進步,羊的情期受胎率逐步提高,從而提高了羊的繁殖效率。該研究對羊人工授精的發(fā)展和應(yīng)用進行了綜述。1技術(shù)發(fā)展1.1國內(nèi)、外研究發(fā)展推動了人工授精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展羊的人工授精(artificiainsemination,AI)技術(shù)是指利用器械采集公畜的精液,經(jīng)檢查和處理后,再用器械將精液輸入到母畜生殖道的適當(dāng)部位,使之妊娠,以此來代替公母畜自然交配的一種科學(xué)配種方法。該研究始于20世紀(jì)20年代,1928年前蘇聯(lián)伊凡諾夫提出并進行了綿羊的人工授精試驗,到1930年共輸精個體羊約十萬只。從1932—1940年逐步向推廣階段發(fā)展,人工授精數(shù)量也從10萬只達(dá)到5600萬只。20世紀(jì)40年代后,由于該技術(shù)的經(jīng)濟、迅速和高效,在家畜繁育工作中得到了蓬勃發(fā)展,并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以后,世界上許多畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)的國家已相當(dāng)普及。1968年,52個國家的人工授精統(tǒng)計數(shù)字約6000萬只,據(jù)不完全統(tǒng)計,1972年全世界人工授精母羊數(shù)達(dá)7000萬只。解放前,我國引進前蘇聯(lián)綿羊人工授精技術(shù),用于新疆維吾爾自治區(qū)和西北等地區(qū)家畜的繁殖和畜種改良,但當(dāng)時的應(yīng)用數(shù)量和范圍都較小。新中國成立后,鑒于家畜人工授精技術(shù)對提高家畜的繁殖效率和畜種改良效果所具有的不可估量的作用和應(yīng)用前景,農(nóng)業(yè)部將其作為一項家畜繁殖新技術(shù),大力推廣。先后在華北、東北、中南、西北等地區(qū)分別舉辦十余期家畜(包括羊)人工授精技術(shù)訓(xùn)練班,百余名技術(shù)人員得到培訓(xùn),為后來在全國開展和推廣該項新技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。西北地區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)在綿羊人工授精技術(shù)方面起步較早,這些地區(qū)羊人工授精技術(shù)已較為普及,如新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團各團(場)均建立了人工授精站,1972年遼寧阜新一個縣就建立了371個人工授精站,幾乎每個大隊一個,人工授精技術(shù)的推廣應(yīng)用促進了新疆細(xì)毛羊和東北細(xì)毛羊等新品種的培育。鄭丕留先生作為我國家畜人工授精技術(shù)的開拓者和傳播者,在建國初期為我國培養(yǎng)了大批家畜人工授精技術(shù)人員,為我國大規(guī)模推廣家畜人工授精技術(shù)、改良畜種做出了重要貢獻(xiàn)。鄭丕留先生還舉辦了多期羊人工授精培訓(xùn)班,并于20世紀(jì)50年代初,編著了《綿羊人工授精技術(shù)》一書,還與董偉先生等共同發(fā)表了《綿羊發(fā)情持續(xù)時間及發(fā)情周期的測定》《輸精時間及次數(shù)影響母羊生產(chǎn)率的初步研究》《公羊射精次數(shù)影響性行為及精液品質(zhì)的初步研究》《考力代羊及寒羊的精液特性》等著作和多篇研究文章,對當(dāng)時羊的人工授精技術(shù)應(yīng)用和推廣起到了指導(dǎo)作用,情期受胎率可達(dá)50%～70%。由于技術(shù)的優(yōu)勢及科研工作者的努力,羊人工授精技術(shù)在全國各地得到迅速推廣,成為良種繁育的重要手段。1.2種羊液高倍稀釋試驗研究全國各地積極改進人工授精操作技術(shù),并且對精液的常溫保存和低溫保存進行了較多的試驗研究,已取得較好的效果。由簡便的生理鹽水稀釋液發(fā)展為使用葡萄糖、檸檬酸鈉、卵黃及奶類等作為稀釋液的主要成分,使精液保存效果和受胎率都有較大提高,精液可常溫保存1周以上,對充分發(fā)揮優(yōu)良種公羊的繁殖潛力起到了積極作用。1959年,鄭丕留先生等首次開展了綿羊精液高倍稀釋[(1∶10)～(1∶30)]的試驗研究,之后,內(nèi)蒙古自治區(qū)、東北等地都進行了羊精液高倍稀釋試驗研究。1980年,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔣達(dá)明等人進行了山羊精液高倍稀釋試驗研究,取得了很好的結(jié)果,情期受胎率與低倍稀釋無顯著差異,達(dá)到了1只公羊年配母羊5000～10000只,大大提高了種公羊的利用率。隨著羊人工授精技術(shù)的不斷發(fā)展和繁殖效率的提高,同期發(fā)情、試情公羊的處理和利用、子宮頸深部輸精和利用腹腔鏡進行子宮內(nèi)輸精等一系列相關(guān)技術(shù)也取得了較大的進展,并在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、河北等省(區(qū))先后制訂了本地區(qū)的羊人工授精技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要點,對提高羊人工授精技術(shù)水平發(fā)揮了重要作用。1.3我國抗混血藥冷凍保存技術(shù)研究的基本情況隨著牛精液冷凍保存技術(shù)的成功,綿羊精液冷凍保存技術(shù)也同步進行試驗研究,但由于羊精液冷凍保存難度較大,技術(shù)進展比較緩慢。1950年,Smith和Polge開始綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究。20世紀(jì)50年代國外綿羊冷凍精液受胎率僅為5%～30%,20世紀(jì)60年代為11.5%～44.3%,70年代平均為50%(30%～63%),許多國家均處于試驗研究階段,僅個別國家在生產(chǎn)中試用。20世紀(jì)80年代后,澳大利亞開始用腹腔鏡子宮角內(nèi)輸精,使情期受胎率達(dá)到60%～70%。山羊凍精技術(shù)研究開始于1962年,Jritarss通過對9個國家的資料進行統(tǒng)計,結(jié)果表明,平均受胎率為60%(50%～74%)。我國從1974年開始進行綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究,對4749只母羊的統(tǒng)計結(jié)果表明,羊的人工授精情期受胎率為17.5%。1976年,農(nóng)林部發(fā)文責(zé)成青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院畜牧研究所主持,朱裕鼎先生具體負(fù)責(zé),成立了全國綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究協(xié)作組,前后共有7個省(區(qū))的10個協(xié)作組共同研究攻關(guān),取得了較快的研究進展。1976年,輸精母羊3026只,情期受胎率30.4%,其中最佳組為51.3%(76只),首次超過了50%大關(guān)。1978年,輸精母羊6974只,情期受胎率37.6%,到1980年輸精母羊4158只,情期受胎率52.0%,其中最佳組為68.9%(90只)。1980年,國家科學(xué)技術(shù)委員會與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所關(guān)于“牛、羊胚胎和綿羊精液冷凍保存技術(shù)研究”簽訂了科技專項合同,鄭丕留先生為項目負(fù)責(zé)人,朱裕鼎、張堅中專門負(fù)責(zé)綿羊精液冷凍研究。1981年,按牧區(qū)、半牧區(qū)和農(nóng)區(qū)分別在內(nèi)蒙古自治區(qū)、青海、新疆維吾爾自治區(qū)、山西、河北等省(區(qū))設(shè)立6個試驗點,共輸精母羊7671只,產(chǎn)羔母羊4329只,情期受胎率達(dá)到56.4%,標(biāo)志著我國該項技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進水平。我國山羊精液冷凍技術(shù)研究僅始于1980年,但其進展卻很快,1991年部分試點的情期受胎率已達(dá)到75.8%。為了進一步提高羊凍精的授精效果,我國采用乳糖、果糖、棉籽糖等不同糖類作為冷凍液的主要成分,添加前列腺素、β-葡萄糖苷酸酶等,但提高效果不明顯。利用脫脂奶粉代替卵黃進行波爾山羊顆粒精液冷凍可達(dá)到68.7%的情期受胎率(河北)。1.4新生兒角輸精的制備1987年,胡連志利用腹腔鏡進行了綿羊凍精子宮角輸精試驗研究,經(jīng)3年試驗共輸精1000只以上,情期受胎率為52%。1987—1989年,張堅中用腹腔鏡子宮角輸精千只,另外還結(jié)合精液磁化和注射LRH-A3的試驗研究,共輸精264只,情期受胎率均在60%以上,最高達(dá)75%。田可川等將保存20年的美利奴羊凍精做了腹腔鏡輸精試驗。2001年,石國慶等采用腹腔鏡進行了5000只羊的凍精子宮角輸精,情期受胎率為76.42%,與Salaman(澳大利亞)的74.64%無顯著差異。說明腹腔鏡綿羊凍精子宮角深部輸精可以實現(xiàn)較高受胎率的目標(biāo)。2人力資源和技術(shù)的發(fā)展2.1精子活率、密度的評估羊精液品質(zhì)評定早期均以精液狀態(tài)、色澤、射精量等外觀評定為依據(jù),后來發(fā)展到使用顯微鏡評估精子活率、密度,進而用血球計數(shù)方法計算精子數(shù)和畸形精子數(shù)、頂體完整率、精子存活時間和存活指數(shù)等。2.2高倍稀釋液的主要成分輸精技術(shù)由鮮精輸精到使用生理鹽水低倍稀釋,再發(fā)展到使用葡萄糖、檸檬酸鈉、卵黃及奶類等作為高倍稀釋液的主要成分,使精液的利用保存效果和受胎率都有較大提高。在稀釋比例上,由(1∶3)～(1∶50)倍,一次輸入有效精子數(shù)綿羊為1500萬個以上,山羊為1000萬個以上,這對充分發(fā)揮優(yōu)良種公羊的繁殖潛力起到了積極作用。2.3繼續(xù)實施麻黃輸精的輸精次數(shù)在母羊試情與輸精方法上,一直采用每天試情1～2次,每個情期輸精2次,對繼續(xù)發(fā)情羊追加1次輸精。輸精一般是用開膣器方法,也有一些做子宮頸深部輸精,條件好的地方利用腹腔鏡進行子宮內(nèi)或子宮角輸精。2.4液壓液的篩選和冷凍保存在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用在各自在精液保存運輸方面,各地的方法甚多,采用保溫瓶、泡沫塑料盒或用假陰道夾層內(nèi)放置尿素將精液放在假陰道內(nèi)運輸?shù)确椒?都較方便和實用。在羊精液冷凍保存技術(shù)上,為了提高精液冷凍效果,全國綿羊精液冷凍保存技術(shù)協(xié)作組作了大量研究,僅稀釋液組成一項就篩選了幾百種,從中選出葡3-3高滲稀釋液、9-2脫脂牛奶復(fù)合糖稀釋液、8012弱酸抑制稀釋液等。在篩選中對稀釋液的pH值、滲透壓進行了深入研究,并研究了精液冷凍前后的生理生化變化。在冷凍方法方面,采用了銅網(wǎng)漂浮、氟板滴凍、漂浮冷凍安瓿、細(xì)管等方法。另外,還在解凍方法、解凍溫度、解凍后精液的保存、冷凍過程中精子頂體變化(包括電鏡分析觀察)等方面進行了深入研究。2.5種臨床技術(shù)的應(yīng)用在羊液態(tài)精液人工授精方面,通過應(yīng)用和發(fā)展逐步形成包括種公羊的選擇、飼養(yǎng)管理、試情公羊的處理和利用(由使用試情布發(fā)展至輸精管結(jié)扎和陰莖轉(zhuǎn)位手術(shù))、母羊的選擇和飼養(yǎng)管理等一整套較成熟的技術(shù)操作規(guī)程。3對單因素人員的研究(1)在20世紀(jì)70年代,綿羊的人工授精技術(shù)在青海省普及率已經(jīng)較高,在青海全省半細(xì)毛羊改良地區(qū)已超過80%,除國營羊場外,各公社生產(chǎn)大隊也普遍建立人工授精站。在配種期到來前,將母羊集中在羊圈內(nèi)或周圍,早晨在各圈自行放入試情公羊試情,挑出發(fā)情母羊,上、下午各輸精1次,工作很有條理。夏配時間約45d,冬配時間約30d,可完成80%～90%以上的羊只配種,然后則將公羊放入母羊群中作補配。我國內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)等牧區(qū)也基本是采用這種類型進行羊的人工授精。(2)由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所主持,內(nèi)蒙古自治區(qū)、青海、新疆維吾爾自治區(qū)、黑龍江、山西、四川等7省(區(qū))10個單位參加的綿羊精液冷凍保存技術(shù)的研究協(xié)作組,從1974—1981年,通過每年開會交流、定協(xié)作計劃和經(jīng)驗總結(jié),共編寫匯編5期,并于會議期間讓各單位進行稀釋、凍制、輸精等項實地比較試驗。尤其在1981年組織了大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用試驗,分北京片(包括內(nèi)蒙古自治區(qū)、山西、河北3個點)、新疆片(2個點)、青海片(1個點)。研究人員均親自制作凍精,在試驗點從觀察發(fā)情母羊、精液解凍和輸精等各項工作,以及產(chǎn)羔時期各片人員互相交叉到群中逐一落實,有時為弄清一只母羊產(chǎn)羔情況需走10～15km的山路,通過8年的試驗研究,人工授精技術(shù)達(dá)到了國際先進水平。(3)20世紀(jì)80年代,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等在海門市進行山羊精液高倍稀釋(1∶50)人工授精的試驗研究,結(jié)果表明,情期受胎率達(dá)85.71%。此后,海門市全市推廣山羊精液高倍稀釋和人工授精技術(shù),該市僅有1個改良站,每日清晨采精制作高倍稀釋精液,送往各畜牧獸醫(yī)站輸精點,輸精前將發(fā)情母羊倒立保定,實行陰道內(nèi)輸精,全年實施,達(dá)到了1只種公羊年輸精母羊萬只以上。所需費用由海門市財政撥款,各輸精點只向農(nóng)民收取少量配種費。20多年來,海門市一直在推廣應(yīng)用該技術(shù),深受養(yǎng)殖戶歡迎。這是全國羊精液高倍稀釋人工授精效果最好的典型。4人工授精的實際應(yīng)用效果在我國農(nóng)村生產(chǎn)體制變革的大潮中,畜產(chǎn)品市場需求的變化,使畜牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的組織機構(gòu)和技術(shù)隊伍均發(fā)生了較大變化,許多配種站停止運行或被解散,使多年建立起來的羊人工授精組織系統(tǒng)受到較大沖擊,當(dāng)前僅有內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū),東北等一些地方的少數(shù)羊人工授精技術(shù)仍在應(yīng)用和運轉(zhuǎn),盡管1995年后波爾山羊的引進和興起,又在一些地方掀起了一定規(guī)模的人工授精技術(shù)熱潮,但隨著波爾山羊市場的滑坡,這一工作又陷入了停滯狀態(tài)。2005年杜伯羊引進后,人工授精在新技術(shù)的指導(dǎo)下恢復(fù)了工作進度。盡管羊的人工授精技術(shù)已經(jīng)取得了較好的效果,但是在實際操作中仍受很多技術(shù)制約,使實際受胎率很難達(dá)到理想的要求。所以,在牧區(qū)的許多農(nóng)牧民,繁殖羊又回到傳統(tǒng)的本體交配繁殖方式,優(yōu)良種公羊的遺傳潛力不能得到充分發(fā)揮,羊群的遺傳基礎(chǔ)又返回到了幾十年前的水平。人工授